ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ. Физические характеристики

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ.

Физические характеристики грунтов Основные (определяемые опытным путем) Плотность грунта ненарушенной структуры Плотность твердых частиц Весовая влажность грунта Вспомогательные (вычисляемые по формулам) Плотность сухого грунта Пористость

m 1 – масса твердых частиц грунта V 1 – объем твердых частиц грунта m 2 – масса воды в порах (массу воздуха не учитываем) V 2 – объем пустот (заполненных водой и воздухом

Основные характеристики Плотность грунта ненарушенной структуры Удельный вес (к. Н/м 3) Расчет осадок; давление на подпорную стенку; расчет устойчивости; вычисление плотности сухого грунта и пористости

Плотность твердых частиц Удельный вес твердых частиц Расчет пористости.

Весовая влажность грунта Определяет прочность породы и поведение под сооружением. Особенно важна для глинистых грунтов

Производные характеристики Плотность сухого грунта

Пористость Если n- объем пор в единице объема грунта, m- объем твердых частиц в единице объема, то Коэффициент пористости грунта 0. 2 < e < 12 Если e<1, то строительство на таком грунте требует специальных мер по уплотнению грунта

Характеристики физического состояния грунтов. Коэффициент водонасыщения грунта (степень влажности). Wmax – влажность, при которой все поры заполнены водой Коэффициент пористости полностью водонасыщенного грунта ( , )

Коэффициент водонасыщения Для песчаных грунтов (СНи. П 2. 01 -83*) 0, 5 – маловлажные 0, 5 0, 8 – влажные 0, 8 1 – насыщенные 0 1 при = 0 , = 1 - 2 х фазная система 0< < 1 - 3 х фазная система Если грунт находится в природном состоянии ниже уровня грунтовых вод, то на него будет действовать взвешивающее действие воды

Физическое состояние глинистых грунтов число пластичности – Jp = WL - Wp показатель текучести – JL = (W - Wp )/(WL - Wp) WL - граница текучести соответствует такой влажности, при незначительном увеличении которой, грунт переходит в текучее состояние. Wp - граница раскатывания соответствует такой влажности, при незначительном уменьшении которой, грунт переходит в твердое состояние.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ. СЖИМАЕМОСТЬ ГРУНТОВ

Механические свойства характеризуют поведение грунта под нагрузкой Деформативные Коэффициент сжимаемости основания Приведенный коэффициент сжимаемости основания Модуль общей деформации Фильтрационные Коэффициент фильтрации Гидравлический градиент Прочностные Угол внутреннего трения Коэффициент сцепления

Сжимаемость - способность уменьшать объем под влиянием соответствующих внешних воздействий. Обусловлена: Упругостью кристаллической решетки Уплотнением грунтов (перегруппировка твер- дых частиц, сопровождающаяся уменьшением пористости и увеличением плотности) Изменениями физического состояния

Уплотнение - Механическое При кратковременных динамических нагрузках (строительство дорожных насыпей, дамб) Песок – уплотняется значительно, т. к. нарушается трение между зернами; глина – мало. Общее уплотнение (компрессия) При длительном действии постоянных нагрузок Глина – уплотнение и перестройка структуры связей между частицами.

Одометр

Давление – коэффициент пористости

Компрессионная кривая Кривая уплотнения Кривая разбухания

Анализ компрессионных кривых грунт с жестким скелетом

Грунт с упругим скелетом

Просадочные грунты

Уравнение компрессионной кривой

Закон уплотнения e e 1 e 2 α P 1 P 2 P

Закон уплотнения Бесконечно малое относительное изменение объема пор грунта прямо пропорционально изменению давления mo - коэффициент сжимаемости грунта. mo < 0, 005 – грунт мало сжимаемый mo = 0, 005 ÷ 0, 05 – грунт средне сжимаемый mo > 0, 05 - грунт сильно сжимаемый

Коэффициент относительного сжатия Осадка Р 1 – напряжение от собственного веса грунта, Р – дополнительное давление от внешней нагрузки, Р 2 – полное напряжение (Р 2 = Р 1 + Р)

Модуль общей деформации грунта Характеризует упругие и остаточные деформации - коэффициент Пуассона

Коэффициент бокового давления Сжатие без возможности бокового расширения P q – горизонтальное давление (боковое) P – вертикальное давление С – постоянная интегрирования

Общий случай компрессионной зависимости. Принцип гидроемкости.